Lähde: Pinterest
Teollisten tehtävien suorittaminen on edennyt parannussiirtymien kautta ajan myötä. Puhtaasti käsityötä parannettiin raakatyökaluilla, joita kehitettiin edelleen koneiksi. Silti innovaatioiden lisääminen tuottaa jatkuvasti uusia vaihtoehtoja, kuten robotteja.
Unimate oli ensimmäinen robotti käytettäväksi menestyksekkäästi valmistuksessa. Sen keksi George Devol 50-luvun lopulla, ja se asennettiin ensimmäisen kerran General Motorsin tehtaalle. Sitä käytettiin painevalussa ja se saattoi liikkua 12 jalan säteellä. Sen käytön edut nähtyään riittävän pian useammat yritykset pyrkivät hankkimaan sen.
Siitä lähtien asiantuntijat ovat jatkaneet erilaisten robottien luomista ja uusia tapoja soveltaa niitä valmistuksessa. Nykyään on monia kehittyneitä toimittajia, kuten EVS:llä on kyky tarjota innovatiivisia ja edistyksellisiä teolliset robottikäsivarret myytävänä.
Alla on katsaus erityyppisiin robotteihin ja niiden ominaisuuksiin.
Sisällysluettelo
SCARA robotit
SCARA-robotit, jotka perustuvat robottien liikeakseleihin, ovat nykyaikaisempia verrattuna valita ja sijoittaa teollisuusrobotit. Molemmat voivat palvella samaa tehtävää, mutta SCARA-robotit syrjäyttävät helposti toisensa.
SCARA-robotti koostuu alustasta, joka on yhdistetty robottivarteen yhdensuuntaisella akselilla. Pyörivät nivelet varmistavat mukautumisen XY-tasossa. Toisin sanoen SCARA-robotin käsivarsi voi liikkua vasemmalta oikealle sekä edestakaisin. Se on kuitenkin jäykkä Z-akselilla siten, että se voi pyöriä vain theta-akselilla.
Suunnittelu tarjoaa 4 vapausastetta. Lisäksi käsivarsi voidaan taittaa taaksepäin tai ojentaa. Se on ominaisuus, joka on hyödyllinen riippuen siitä, mikä pituus on tarpeen tehtävään, johon sitä käytetään.
Mitä tulee ohjelmistoon, SCARA-robotit on suunniteltu automatisoimaan tehtäviä, mutta ohjaimen ohjeiden mukaisesti. Ohjaimen käyttöliittymä on helppokäyttöinen ja ne reagoivat yleensä komentoihin.
Koska ne tulevat valmiina ratkaisuna, lisäohjelmointia ei tarvita juurikaan.
Plussat
- SCARA-robotit ovat erittäin nopeita, kun otetaan huomioon pyörivien nivelten tarjoama joustavuus, jotka pitävät käden paikallaan
- Vaikka ne eivät vie paljon tilaa tehtäviensä suorittamiseen, käsivarsi kattaa suuren alueen toimiessaan. He voivat poimia ja sijoittaa huomattavan säteen yli
- Ne ovat erittäin tarkkoja
- Kestää suuren hyötykuorman
MIINUKSET
- Ne voivat toimia vain, kun ne asetetaan tasaiselle pinnalle tai kiinnitetään siihen, mikä tarjoaa rajoitetun sijoituksen joustavuuden
- Vaadi oma ohjain
Teolliset sovellukset
SCARA-robotin poiminta- ja pudotusominaisuudet tekevät siitä sopivan:
- lavaus-
- Latauskoneet
- Kokoonpanotoiminnot
- Laserkaiverrus sopivan päätelaitteen avulla
- juotto
Delta robotit
Lähde: Pinterest
Delta-robotit keksi Reymond Clavel ja tutkijaryhmä ranskalaisessa korkeakoulussa. Ne tunnetaan myös rinnakkaisrobotteina.
Delta-robotin rakenne koostuu alustasta, joka on asennettu yläpuolelle ja jossa on 3 moottoria, jotka käyttävät alustaan kytkettyjä käsivarsia. Yhdensuuntaisissa varsissa on sekä prisma- että pyörivät nivelet, jotka eivät ole yleisiä muissa roboteissa. Tämän seurauksena se voi liikkua X- ja Y-akseleilla, vaikka useimmat käyttäjät mukauttavat robottejaan lisäämään ylimääräisiä akseleita. Pyörimis- tai nousuakseli voidaan molemmat saavuttaa modifioimalla tiettyjen tehtävien suorittamiseksi.
Koska Delta-robotteja käytetään usein poiminta- ja sijoitusautomaatioon kuljetinjärjestelmissä, ohjelmointi määrittää niiden tehokkuuden. Ne on myös varustettu kameroilla, jotka yhdessä erikoisohjelmiston kanssa muodostavat niiden näköjärjestelmän. Visiojärjestelmän tarkoituksena on erottaa hyvät ja huonot tuotteet erottelun ja lajittelun aikana.
Sopivat päätelaitteet kiinnitetään yleensä varsiin, mutta ne vaativat erityisiä suunnittelusuunnitelmia. Kaikki käsivarsiin kohdistuva ylimääräinen paino heikentää niille suositeltua nopeaa robottivarren suorituskykyä. Imukupit ovat erityisen suosittuja heidän kanssaan.
Plussat
- Ne ovat nopeimmat ja jopa ylittävät SCARAn maalitolppatestissä
- Voi työskennellä suurella työtilalla
- Kehittynyt ohjelmisto tekee niistä erittäin tarkkoja ja tehokkaita
MIINUKSET
- Pystyy hallitsemaan vain erittäin kevyitä hyötykuormia
- Nopeat toistuvat liikkeet johtavat osien kulumiseen ja repeytymiseen
- Ne ovat kalliita
Teolliset sovellukset
- Lentosimulaattorit – tämä sisältää parannetun version, joka käyttää 6 ylimääräistä lineaarista toimilaitetta ja liikkuvaa alustaa
- Lääketeollisuus
- Ruokapakkaukset
- Pienitehoiset kokoonpanotehtävät
Polaarirobotit
Lähde: Pinterest
Polaarirobotin rakenne käsittää alustan, johon on kiinnitetty käsivarsi. Käsivarsi kiinnitetään kiertoliitoksella. Ne tunnetaan myös pallomaisina robotteina niihin liittyvän työtilan muodon vuoksi. Heillä on paljon yhteistä Unimaten kanssa, joka oli myös pallomainen.
Polaarirobotin käsivarsi voi olla pitkänomainen, vaikka se rajoittuu vain koneen ympärillä olevaan säteeseen. Siinä on kolme akselia, jotka muodostavat ns. napakoordinaattijärjestelmän. Se tarkoittaa, että robottivarren ulottuvilla olevat pisteet määräytyvät sen etäisyyden mukaan, joka se voi venyä robotin alustasta tietyssä kulmassa.
Plussat
- Käsivarsi voi ulottua esteiden alle tai yli
- Niissä on 360 asteen peittoalue
- He työskentelevät suuressa työtilassa
MIINUKSET
- He vaativat paljon valvontaa ja valvontaa
- Huono tarkkuus
- Niiden liikkuvuus huomioon ottaen ne eivät olisi ihanteellisia toistuviin tehtäviin
Teolliset sovellukset
- Die-valu
- Hitsaus
- ruiskuvalu
- Lasituotteiden käsittely
Sylinterimäiset robotit
Lähde: Pinterest
Sylinterimäisessä robotissa on kaksi pääosaa, pyörivä ja lineaarinen toimilaite, joka on kiinnitetty sylinterimäiseen alustaan. He ovat vastuussa pysty- ja vaakasuuntaisista liikkeistä, joita robottikäsi voi tehdä. Kääntyvä akseli helpottaa robotin työskentelyä sylinterimäisellä työalueella.
Lisäksi käsivarsi voi venyä ja taittua takaisin asentoonsa. Sen virtaviivainen muotoilu mahdollistaa sen työskentelyn rajoitetussa tilassa, johon isommat varret eivät välttämättä mahdu. Toisaalta pyöriminen on mahdollista vain pystyakselia pitkin.
Sylinterimäiset robotit toimitetaan valmiiksi koottuna, joten asennuksessa ei ole odotettavissa hikkauksia, ellei räätälöinnin katsota tarpeelliseksi.
Plussat
- Pystyy hallitsemaan raskaita hyötykuormia
- Heillä on 360 asteen ulottuvuus ympärilleen
- Ne eivät vie paljon tilaa verrattuna työtilan säteeseen
MIINUKSET
- Rajoitettu pyörivä liike
- Matala tarkkuus
- Ne eivät ole yhtä monipuolisia kuin muut saatavilla olevat vaihtoehdot.
Teolliset sovellukset
- Valimo- ja taontatyöt
- Pinnoitteen levitys
- Die-valu
- Lastaus- ja purkukoneet
- Laboratorio- ja Biomed-sovellukset suosivat niitä koon ja käsivarren sijainnin vuoksi.
Karteesiset robotit
Lähde: Pinterest
Karteesisen robotin 3 akselia ovat kaikki kohtisuorassa toisiinsa nähden. Liikkeitä helpottavat:
- 3 prismaattista niveltä, jotka toimivat liukuvasti XYZ-akseleita pitkin.
- Lineaariset toimilaitteet
- Moottorit virransyöttöön
- Rannekiinnike, jossa kiertoa tarvitaan
Ne toimitetaan yleensä osina ja vaativat tehtaan koneasiantuntijoiden kokoonpanon. Vaikka niiden kokoonpano voi olla monimutkaista, se tarjoaa mahdollisuuden mukauttamiseen. Itse asiassa se on yksi syistä, jotka tekevät siitä suositun. Tarkkuutta, nopeutta ja iskujen pituutta voidaan säätää toimialan tai sovelluksen mukaan.
Karteesisia robotteja kutsutaan myös gantry- tai suoraviivaisiksi roboteiksi. Ne ottavat työalueensa suhteen kaapin muodon. Yksi huomionarvoinen ominaisuus on kuitenkin se, että ne voidaan asentaa tarvittaessa eri tavoin. Ne mukautuvat yläasennukseen sekä pysty- ja vaaka-asentoihin.
Plussat
- Ne voivat ottaa suuren hyötykuorman
- Toiminnallisesti ne ovat varsin monipuolisia
- edullinen
- Voidaan ohjelmoida online-tilassa
- Niillä on hyvä tarkkuustaso
MIINUKSET
- Vain yhden akselin liike voi tapahtua kerrallaan
- Ne vievät paljon tilaa
- Asennusprosessi on yleensä monimutkainen
Teolliset sovellukset
- Käsittely muovin muovausprosesseihin
- Tiivistystehtävät
- 3D tulostus
- Lataa ja ei lataa
Nivelrobotit / 6-akseliset
Nivelrobottien pyörivät nivelet antavat niille samanlaisen liikeradan kuin ihmisen käsivarrella. Ne ovat joustavia X-, Y-, Z-akseleiden läpi, mutta voivat myös kääntyä, kallistua ja kääntyä.
Perusrakenne koostuu alustasta ja varresta, jotka on liitetty yhteen pyörivällä nivelellä. Pyörivien liitosten lukumäärää voidaan kasvattaa jopa 10:een ja ne voivat olla joko yhdensuuntaisia tai kohtisuoraa.
6-akselisten liiketoimintojen ansiosta nämä robotit voivat suorittaa tehtäviä, joita useimmat eivät pysty. Käsivarsi on erittäin herkkä ja venyy täyteen pituuteensa melko nopeasti. Ohjauksen kannalta ne vaativat hyvin konfiguroidun ohjelmiston, jotta ne toimisivat optimaalisella tasolla. Niiden suuren liikealueen vuoksi ohjelmointiprosessi voi olla monimutkainen. Jotkut valmistajat tarjoavat kuitenkin mukautettuja esiasetettuja ohjauspaketteja.
Plussat
- He voivat saavuttaa ja liikkua alueilla, joihin muut robotit eivät pääse
- Ne kattavat suuren työskentelysäteen
- Nopea robottikäsi
- Suorita hyvin ainutlaatuisia ohjaintehtäviä, kuten maalausta
- Raskaat hyötykuormat voidaan sietää
MIINUKSET
- kinemaattiset toiminnot voi olla monimutkaista
- Ne vaativat erillisen ohjaimen
- Kallis
Teolliset sovellukset
- Autojen kokoonpano
- Ruokapakkaukset
- Valimo- ja taontatehtävät
- Teräksen leikkaus
- Lasin käsittely
- Metallivalu
Kobotit
Lähde: Pinterest
Cobotit tunnetaan myös yhteistyöroboteina, koska ne on suunniteltu toimimaan yhteistyössä ihmisten kanssa. Perinteiset robotit esittivät haasteita, kuten törmäyksiä työntekijöiden kanssa tehdastiloissa. Tällaisten onnettomuuksien estämiseksi luotiin kobotit turvallisemmaksi vaihtoehdoksi.
Kobotteja on kolme päätyyppiä:
Käsin ohjaavat kobotit
Teknikot ohjelmoivat ne käsikäyttöisellä laitteella, joka kouluttaa robottikäsiä haluttuihin liikkeisiin.
Nopeus- ja automaatiokobotit
Ne ovat pohjimmiltaan perinteisiä teollisuusrobotteja, joissa on näköjärjestelmät. Niissä on varoitus ja pysäytysalue. Kun työntekijä tulee varoitusalueelle, hän automaattisesti hidastaa toimintaansa. Jos ne etenevät lähemmäs pysäytysaluetta, kobotti lakkaa toimimasta kokonaan. Ne jatkavat toimintaansa, kun kummallakaan vyöhykkeellä ei ole esteitä.
Valta ja perhevoima rajoittavat Cobotit
Ne pystyvät työskentelemään ihmisten kanssa, mutta niissä ei ole näköjärjestelmiä, skannereita tai turvaesteitä. Sen sijaan ne on suunniteltu ilman näkyviä moottoreita tai teräviä kulmia. Lisäksi niissä on törmäysmoottorit, jotka pysäyttävät ne, kun niiden ympärillä on esteitä.
Turvavalvotut Stop Cobotit
Muihin robotteihin verrattuna ne ovat vähiten "ihmisystävällisiä". Niissä on kuitenkin turvaantureita, jotka pysäyttävät ja käynnistävät toiminnan uudelleen havaitessaan ihmisen esteen.
Tekijät, jotka erottavat robotit
Teollisuusroboteissa on yleensä yhteisiä ominaisuuksia, kuten robottikäsivarret. Ne ovat kuitenkin pohjimmiltaan erilaisia suunnittelunäkökohtien suhteen, kuten:
Akseli
Lähde: Pinterest
Kuten matemaattisessa kaaviossa, robotin akselit viittaavat suuntiin, joissa robotin käsi voi liikkua. On X-, Y- ja Z-akselia. Ne edustavat vastaavasti edestakaisin, vasen/oikea ja ylös/alas.
Vapausaste
Lähde: Pinterest
Robotin vapausaste on kuvaus sen liikkeiden laajuudesta 3D-tilassa. Kolmen akselin lisäksi vapauteen kuuluu muun muassa kierto, kiertosuunta ja nousu.
Robotin akselien määrä määrittää sen vapausasteen.
Työtila
Lähde: robots.com
Ajatellaan esimerkiksi, että robottia käytetään poimimaan appelsiineja kärryistä toiseen. Etäisyyttä, jonka se kattaa kahden kärryn välillä, kutsutaan sen työtilaksi. Jotkut robotit voivat rakenteensa perusteella kulkea suurempia matkoja enemmän kuin toiset. Lisäksi tekijät, kuten vapaus ja käsivarren pituus, antavat robotille enemmän työskentelyaluetta.
Lopputekijä
Lähde: roboticsandautomationnews.com
Suunnittelun suhteen robottikäsi on todella ihmiskäden jäljitelmä. Ne voivat vaihdella kätevyyden ja kyvyn suhteen, mutta taustalla oleva konsepti on sama.
Lopputulos on kuitenkin pohjimmiltaan "käsi", joka on kiinnitetty tehtaan robottivarren päähän. Niitä on monia tyyppisiä lopputekijöitä, ne vaihtelevat tehtävien mukaan. Joitakin esimerkkejä ovat tarttujat, hitsaustyökalut ja imukupit.
Saumat
Lähde: Pinterest
Nivelten käyttö varmistaa, että robottikäsi pysyy kiinni rakenteessa ja helpottaa sen liikkeitä. Robotin niveltyypillä on suuri rooli sen joustavuudessa ja liikeradassa. Ne sisältävät:
Rinnakkaisliitokset – kuten nimestä voi päätellä, ne sijaitsevat vierekkäin ja ovat yleensä suositeltavia lineaarisissa liikkeissä.
Prismaattiset liitokset - ne tunnetaan myös liukukappaleina, koska ne tarjoavat lineaarisen liukuliikkeen robotin kahden osan välillä.
Revolute-nivelet – ne ovat ihanteellisia, kun halutaan joustavuutta, kuten moniulotteinen pyöritys.
Pyörivät liitokset - mikä tahansa pyörimisaste vaatisi yhden tai useamman näistä liitoksista. Tosin niiden kantama on rajallisempi kuin vallankumouksellinen nivel.
Moottorit
Lähde: Pinterest
Jotta robottikäsivarret voivat liikkua ja suorittaa komentoja, ne tarvitsevat virtalähteen. Moottorit muuttavat sähköenergian tehoksi robotti aseet.
Ohjelmointi
Lähde:visualcomponents.com
Se sisältää ohjelmiston käytön ohjaamaan robotin toimintaa. Suorituskykyparametreja, kuten nopeus, toistettavuus ja käsivarren liikkeiden iskunpituus, voidaan hallita ohjelmoimalla.
Jokaisella robotilla on oma ohjelmointilajinsa ja tasonsa, ja jotkut ovat edistyneempiä kuin toiset. Lisäksi joissakin tapauksissa robotit ovat esiohjelmoituja, kun taas toiset ovat mukautettavissa. On myös fyysisiä ohjainrajapintoja, joita käytetään ohjeiden antamiseen roboteille.
Robottien vaikutukset tuotantoon
Lähde: Pinterest
Epäilemättä valmistava teollisuus ympäri maailmaa ei olisi mitä se on ilman robotteja. Niillä on ollut suuri vaikutus:
Tuotannon mittakaavat
Lähde: Pixabay
Robotit ovat antaneet tehtaille mahdollisuuden laajentaa tuotantoa ja silti hallita lyhyempiä läpimenoaikoja. Delta-robotin kaltaiset toimintanopeudet mahdollistavat useamman tuoteyksikön käsittelyn.
Tuotantokustannukset
Lähde: Pixabay
Koska robotit ottavat suuren työtaakan, ne vähentävät palkattavien työntekijöiden määrää. Lisäksi niiden automaattinen mekaaninen luonne tekee niistä virtaviivaisempia kuin manuaaliset menetelmät. Riittää, kun sanotaan, että ne vähentävät hävikkiä.
Henkilökunnan turvallisuus
Lähde: Pixabay
Unimaten alkuajoista lähtien robotteja on käytetty vaikeiden ja vaarallisten tehtävien hoitamiseen. Painevalu, hitsaus ja raskaiden kuormien nostaminen riskialttiissa tiloissa ovat vain muutamia esimerkkejä korkean riskin valmistusprosesseista. Robottien käyttö mm robotti alumiinin hitsaus suojaa työntekijöitä niihin liittyviltä vaaroilta.
Toisaalta robotit aiheuttavat myös vaaroja ympärillään oleville työntekijöille. Esimerkiksi kun niiden nopeus on asetettu liian suureksi, päätelaitteet tai varret voivat toimia väärin ja pudottaa kuorman vahingossa.
Human Resources
Lähde: Pixabay
Yksi suurimmista väitteistä robotteja ja automaatiota vastaan yleensä on pelko siitä, että he tekisivät korvaa ihmistyön. Jotkut ihmiset ovatkin menettäneet työpaikkansa tällaisen tekniikan vuoksi irtisanottuaan heidät. On kuitenkin epätodennäköistä, että roboteista tulee koskaan täysin yhtä intuitiivisia tai luovia kuin ihmiskunta, edes tekoälyllä.
Kun robotit hoitavat ennakoitavissa olevia toistuvia tehtäviä, työntekijät voisivat ehkä sopeutua häiriöihin ottamalla muita monimutkaisia tehtäviä. Esimerkiksi luovuus ja muotoilu vaativat aina ihmisen tunteiden ja ajattelun vivahteita.
Yhteenveto
Paluuta manuaaliseen tuotantotapaan ei varmasti ole, automaatio on tullut jäädäkseen. Kun yhä useammat innovaatiot muuttuvat ja parantavat olemassa olevia robottityyppejä, valmistajien on pysyttävä mukana. Loppujen lopuksi paremmat koneet johtavat tehokkaampiin tuotantolinjoihin ja laadukkaampiin tuotteisiin.
Jos haluat automatisoida liiketoimintaasi, sinulla on nyt kaikki faktat kaikentyyppisistä roboteista ja niiden toiminnoista. Muista tehdä yhteistyötä hyvämaineisten kanssa alan asiantuntijat tutkia, mitä tuotevaihtoehtoja markkinoilla on saatavilla. Toisaalta, mitä tahansa valitsetkin, teet tietoisen valinnan.